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FPGA优点和基础
解决工程师的问题:
更短的设计周期
标准不断发展
突出的产品优势
更好的性能
有限的资源
风险管理
收回投资
客户服务
FPGA-电路板级集成
典型FPGA体系结构=逻辑单元,嵌入式存储器,锁相环,配置存储器和可配置布线,用户可选IO,嵌入式乘法器
设计方式
设计构思-设计代码-综合-布局布线-编程文件
配置ALTRA的FPGA
为什么进行配置
1.配置数据存储到SRAM中
2.SRAM存储易失
3.上电时,必须将配置数据装入SRAM,用来控制器件工作以及相关配件特性
有两类配置比特
1.SRAM单元(大部分比特)
2.寄存器(支持上电重新配置)
配置方法简介
1.主动配置方法
FPGA从外部存储器获取数据
2.被动配置方法
内部提供配置数据
主动配置方法
主动串行AS,主动并行AP(仅用于CS3系列)
被动配置方法
被动串行PS,被动并行配置方法,每次装入8个BIT数据,最后通过JTAG下载入FPGA中
配置过程工作方式
1.上电
上电过程中,电源电压线性增加到触发值,POR电路让整个系统保持在复位状态,知道电源电压稳定,降低POR时间需要匹配较好的匹配电源,在POR时所有用户IO处于三太状态
2.复位
nSTATUS和CONF_DONE被驱动为低电平,所有IO为三态(弱上拉电阻),配置RAM清位,MSEL(M select)确定配置方法
3.配置
接收DATA数据,DCLK上升沿所存至FPGA,后释放CONF_DOWN引脚,CONF_DOWN从低电平转到高电平,表明配置完成
4.初始化
初始化内部逻辑和寄存器,使能IO缓冲,释放INIT_DONE
5.用户模式
分配IO功能,DCLK和DATA应该驱动为高低电平,不应该至空
PS:nconfig和nstatus回到高电平时开始配置
JTAG引脚
TDI,测试数据输入,指令以及测试和编程数据串行输入,在TCK上升沿把数据移入
TDO,测试数据输出,指令以及测试和编程数据串行输出,在TCK下降沿把数据移出
TMS,测试模式选择,输入引脚,提供控制信号来确定控制器状态机转换,在TCK上升沿,状态机出现转换,评估TMS,将该引脚连接至VCC,禁用JTAG
TCK,测试时钟输入,BST电路时钟输入,有些操作在上升沿,有些在下降沿
TRST,测试复位输入,低电平有效输入,异步复位边界扫描电路
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